天然藥物化學(xué)教學(xué)模式改革與探索

趙煥新 賈獻慧 唐文照 杜成林

摘 要：天然藥物化學(xué)是一門綜合性學(xué)科，在藥學(xué)和制藥工程專業(yè)的人才培養(yǎng)中占有重要地位。為提高天然藥物化學(xué)的教育教學(xué)質(zhì)量，將PBL教學(xué)法應(yīng)用于天然藥物化學(xué)理論課及實驗課的教學(xué)過程中，為探索適合我校天然藥物化學(xué)課程的教學(xué)模式提供了參考。

關(guān)鍵詞：天然藥物化學(xué)；教學(xué)模式；PBL教學(xué)

天然藥物化學(xué)是研究天然藥物中化學(xué)成分的一門學(xué)科，內(nèi)容包含了不同類型活性成分的結(jié)構(gòu)特點、理化性質(zhì)、提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定以及生物活性等。由于本課程知識點繁雜、內(nèi)容抽象，學(xué)生對于該門課程的學(xué)習(xí)倍感壓力，普遍反映比較難學(xué)。該課程是我校藥學(xué)和制藥工程專業(yè)的基礎(chǔ)課，同時也是核心課程之一，如何改革教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，使學(xué)生能夠真正參與知識建構(gòu)是當(dāng)前天然藥物化學(xué)教學(xué)改革中亟須解決的問題。PBL（Problem-Based Learning）是一種基于問題進行學(xué)習(xí)、以學(xué)生為中心的教學(xué)方法，它強調(diào)從問題入手，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和自主性，讓學(xué)生有針對性地探索并運用理論知識，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及獨立解決問題的能力。為進一步提升教學(xué)質(zhì)量，將PBL教學(xué)法應(yīng)用于天然藥物化學(xué)理論課和實驗課的教學(xué)過程，為探索適合我校天然藥物化學(xué)課程的教學(xué)模式提供了參考。

一、PBL教學(xué)法在天然藥物化學(xué)理論課中的應(yīng)用

PBL的核心是從問題入手進行學(xué)習(xí)，因此根據(jù)以往的教學(xué)經(jīng)驗并結(jié)合科研實踐和社會生活，在備課過程中，針對課前、課中、課后設(shè)計若干問題，從不同角度和層面引導(dǎo)學(xué)生進行課程的學(xué)習(xí)。下面以萜類化合物為例介紹PBL教學(xué)法在天然藥物化學(xué)理論課中的應(yīng)用。

1. 課前設(shè)計問題引出教學(xué)內(nèi)容。在講萜類化合物時，并沒有直接進行課本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，而是首先向?qū)W生展示了正在接受頒獎的屠呦呦、紅豆杉、銀杏葉、穿心蓮等圖片，以此抓住學(xué)生的眼球，調(diào)動起上課的積極性，然后分別引出抗瘧藥物青蒿素，抗腫瘤藥物紫杉醇，治療心腦血管疾病藥物銀杏內(nèi)酯以及抗炎藥物穿心蓮內(nèi)酯，四者的結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣、并無特征性的母核結(jié)構(gòu)。當(dāng)向?qū)W生說明它們均屬于一類化合物時，學(xué)生既驚訝又不解，帶著“為什么結(jié)構(gòu)差異較大的幾個化合物屬于同一類？該類化合物為什么不像黃酮類化合物那樣具有明顯的特征性骨架？它們還有哪些特殊性質(zhì)、生物活性？”等問題開始學(xué)習(xí)。

2. 課中拋出問題進行討論點評。根據(jù)授課進度，針對概括性的內(nèi)容、重點或難點設(shè)計合適的問題進行小組討論，如“萜類化合物之間有什么聯(lián)系，如何解釋青蒿素、紫杉醇等差異較大，但都屬于萜類化合物？為什么中藥玄參、地黃在炮制加工后會變黑？穿心蓮內(nèi)酯的抗炎活性療效確切，若要進一步開發(fā)成臨床用藥應(yīng)怎么做？”等。隨機抽取小組代表對討論結(jié)果進行陳述，再由教師進行點評、總結(jié)。

3. 課后留出問題進行分析研究。在課堂后期，會對本次授課內(nèi)容進行總結(jié)，明確重點及難點，同時告知下節(jié)課內(nèi)容，鼓勵學(xué)生提前預(yù)習(xí)，以備課上討論時能提出問題、解決問題，增加學(xué)生在課堂活動中的參與性。此外，針對本節(jié)重點或難點，設(shè)計思考題。實踐證明，在天然藥物化學(xué)理論教學(xué)中采用PBL教學(xué)法，以問題為導(dǎo)向貫穿課前、課中、課后的學(xué)習(xí)，不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性、活躍了課堂氣氛，又能針對實際問題引導(dǎo)學(xué)生進行分析思考，培養(yǎng)了學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。

二、PBL教學(xué)法在天然藥物化學(xué)實驗課中的應(yīng)用

1. 實驗選擇?！皾h防己中漢防己甲素、乙素的提取、分離和鑒定”是天然藥物化學(xué)實驗中較為系統(tǒng)的一個實驗，除涉及生物堿的一般提取分離外，還包含了萃取、柱層析、薄層層析等，能較全面地反映學(xué)生對實驗的理解以及實踐能力。故研究選擇該實驗進行PBL教學(xué)的對比研究。

2. 實驗對象。選擇藥學(xué)專業(yè)60名學(xué)生，分為PBL組（30人）和傳統(tǒng)組（30人），每一組再分為5個小組并設(shè)立組內(nèi)負責(zé)人。

3. 實驗實施。對于PBL組，于實驗前兩周，由教師簡要講述該實驗的目的和要求后，進行相關(guān)的文獻調(diào)研、小組內(nèi)討論，實驗前一周進行小組匯報及教師點評，最后進行實驗操作，完成實驗報告。而傳統(tǒng)組則進行實驗前自主預(yù)習(xí)，教師講授實驗過程，學(xué)生進行實驗操作，完成實驗報告。實驗結(jié)束后，根據(jù)實驗過程提出下列問題進行小組測試：（1）本實驗的實驗原理是什么？（2）在堿沉淀后為何采用乙醚或環(huán)己烷—乙酸乙酯萃??？（3）采用硅膠柱層析進行分離時，漢防己甲素和漢防己乙素的出柱順序是什么？（4）為何大多數(shù)生物堿需要在酸性條件下進行沉淀反應(yīng)？（5）在柱層析時教材中采用了環(huán)己烷—乙酸乙酯—二乙胺系統(tǒng)作為洗脫溶劑，若實驗室中缺少了其中的某個試劑，有無其他洗脫溶劑可以替代并舉例說明？

4. 實驗結(jié)果。在實驗準(zhǔn)備階段，PBL組和傳統(tǒng)組的學(xué)習(xí)主動性存在一定差別，前者能積極地查閱文獻及相關(guān)資料，根據(jù)所學(xué)理論知識進行小組討論確定初步實驗方案，然后針對不同的問題進行組間討論、教師點評，確定最終實驗步驟。而后者的自主學(xué)習(xí)效果欠佳，大部分依賴教師的講授，處于被動接受狀態(tài)。在實驗操作過程中，PBL組和傳統(tǒng)組均能根據(jù)擬定的實驗步驟完成相關(guān)實驗。但傳統(tǒng)組的實驗用時較長，小組內(nèi)成員的協(xié)作性較差，出現(xiàn)了諸如柱表面不平整、流速過快、干柱等多種問題，且對于問題的處理能力不足。小組測試結(jié)果顯示，對于問題（1）、（2）和（3），PBL組與傳統(tǒng)組均能較好地回答，兩組之間差別不大；對于問題（4），課本上并沒有給出詳細的解釋，但根據(jù)對理論知識的理解，傳統(tǒng)組的回答率約為56%，PBL組約為63%，后者略顯優(yōu)勢；問題（5）則屬于拓展性內(nèi)容，傳統(tǒng)組對該問題基本沒有回答，僅隨機說出了可采用乙醚或氯仿洗脫；而PBL組的回答較為踴躍，因進行了相關(guān)的文獻閱讀及信息檢索，除了實驗教材上列出的洗脫體系外，另積累了石油醚—乙酸乙酯3∶1；二氯甲烷—甲醇9∶1等洗脫溶劑，PBL組的優(yōu)勢明顯強于傳統(tǒng)組。經(jīng)過對比，在天然藥物化學(xué)實驗中，PBL法的教學(xué)效果在調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力，提升其溝通協(xié)作能力方面要優(yōu)于傳統(tǒng)法。

三、小結(jié)

通過天然藥物化學(xué)理論課和實踐課的教學(xué)實踐發(fā)現(xiàn)，基于PBL模式的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進了學(xué)生積極主動地參與學(xué)習(xí)，提高了其思維能力及綜合素質(zhì)，與傳統(tǒng)教學(xué)相比有一定的優(yōu)勢。然而，該教學(xué)模式同樣也有一定的不足，如耗時較多，學(xué)生雖認同PBL教學(xué)模式，但也反映增加了學(xué)習(xí)的負擔(dān)；此外，當(dāng)班級人數(shù)較多時，PBL的實施有些困難，特別在文獻調(diào)研、小組討論環(huán)節(jié)，自制能力差的學(xué)生往往存在依賴心理。盡管如此，PBL教學(xué)法仍為天然藥物化學(xué)教學(xué)模式的改革提供了一條路徑，為提高教育教學(xué)質(zhì)量發(fā)揮了重要作用。

（通信作者：杜成林）

參考文獻：

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[2]程杉，牛靜，余和芬，等.PBL教學(xué)法在基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)生物化學(xué)教學(xué)中的實踐[J].基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教育，2017，19（6）：415-419.

基金項目：濟南大學(xué)教學(xué)研究項目（項目編號：J1750）；濟南大學(xué)重點教學(xué)研究項目（項目編號：JZ1609）。

作者簡介：杜成林，副研究員，研究方向：天然產(chǎn)物化學(xué)。